“会做手术”的机器人将成为外科的未来吗?

现如今,医疗机器人早已不再是科幻片中才存在的事物,根据医疗应用领域的不同,医疗机器人又可分手术机器人、康复机器人、诊疗机器人、辅助机器人和其他类型医疗机器人。其中, 手术机器人是融合多学科和多项高新技术为一体,用于手术影像导航定位和临床微创手术的综合化医疗器械。

作者: 魏洪泽 来源: 火石创造 2020-11-27 11:42:52

现如今,医疗机器人早已不再是科幻片中才存在的事物,根据医疗应用领域的不同,医疗机器人又可分手术机器人、康复机器人、诊疗机器人、辅助机器人和其他类型医疗机器人。其中, 手术机器人是融合多学科和多项高新技术为一体,用于手术影像导航定位和临床微创手术的综合化医疗器械。


目前,手术机器人已在骨科、脑神经外科、泌尿外科,妇科和普通外科等多个领域有着广泛的应用。按照医疗应用领域划分,可将手术机器人分为骨科手术机器人、神经外科手术机器人、窥镜手术机器人和血管介入治疗手术机器人等。


表1 手术机器人分类及相关介绍


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数据来源:火石创造根据公开数据整理


一、手术机器人临床应用的优势


一是操作系统具有3D视野,可在360度空间下灵活操作,在体内实现最大10倍的放大效果;

二是能提供更精准治疗、更小创伤、更快恢复的外科治疗,尤其是在有限的狭窄空间内操作比腔镜更具有优势;

三是能够快捷地完成分离、转动、缝合组织等操作,更彻底地完成淋巴结清扫等步骤,大大提升手术精准度;

四是主刀医师操作机器人手臂能以不同角度在靶器官周围操作,使操作更加精细安全;

五是手术机器人的荧光显影功能,可在术中帮助识别关键部位,实时评估血管、器官组织的情况等,进一步提升了手术的流畅度和精准性。


二、目前手术机器人的市场规模


1.全球市场规模

根据权威研究机构Winter Green Research调查显示,2014年全球手术机器人市场规模达到32亿美元,预计在2021年达到200亿美元,复合增长率约为30%。北美是目前最大的市场,但是随着亚洲政府卫生投入的增加,医疗体制的调整以及微创手术意识的增强,未来市场重心会转向亚洲。


2. 我国市场规模

中国手术机器人行业虽然起步较晚,根据直觉外科公司2014年第一季度的统计报告,截至2014年我国只安装了25台达芬奇机器人,而台湾地区、韩国及日本则已经安装了20、44以及178台达芬奇机器人。根据世界银行2014年1月公布的人口数据,大陆人口分别是台湾地区、韩国及日本的58倍、27倍和10倍。根据复星医药统计,2019年中国达芬奇机器人装机超60台。因此,截至2019年底,中国达芬奇机器人累计装机量预计在140台左右,以每台单价2000万元计算,国内腹腔镜手术机器人市场规模约为28亿元。


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图1 2019年达芬奇手术机器人装机量情况

数据来源:直觉公司财报


三、我国手术机器人发展机遇


1.人均保有量相比国外,发展空间大

以每2000万人口为单位,美国及日本分别拥有147台及34台达芬奇手术机器人(直觉外科公司统计),而我国这一数字仅为2台。


表2 我国达芬奇手术机器人装机量与手术量

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数据来源:火石创造根据公开数据整理


2. 人口老龄化,加大市场需求

国家统计局的数据显示,2000年国60岁及以上人口占总人口的比重为7%, 这意味着中国正式成为老年型人口国家。截至2018年末,中国老龄人口达到1.66亿,占总人口比例的11.9%。中国老龄化速度快、基数大,预计到2050年,中国老年人口将有4.8亿,占全球老年人的四分之一。而老年人患心脑血管、肿瘤、心脏、神经系统、骨骼肌肉系统等疾病的几率日益增加,发病率比中青年人高 3-4 倍,住院率高 2 倍。这些都将使得手术需求量提升。


3.可支配收入增加,高质量手术方案意愿增强

人均可支配收入的改善一定程度上增强了人们对微创、精准、低风险、高质量的治疗手术方案的接受意愿。目前使用医疗机器人的每单手术费用要比传统医师人手操刀平均要贵1-3万元,随着人均可支配收入的进一步提高,人们健康意识的增强,手术机器人将为更多的人们所接受和选择。


4.国家政策利好,促进产业快速发展

近年来,不论是国家药品监督管理局(NMPA)、医疗器械审评中心(CMDE),还是工业和信息化部,均出台了系列利好手术机器人发展的政策。综合来看,行业利好政策主要集中在促进提高国内手术机器人的创新能力和产业化水平,以及提高先进手术机器人产品的可及性等方面。


四、我国手术机器人发展将面临的挑战


1.核心技术依赖进口

手术机器人的核心技术主要包括:控制器、伺服电机和减速机。但这三大核心零部件主要依靠国外进口,由于成本和采购难度的限制,这使我国手术机器人企业在竞争中缺乏市场竞争力。


2. 复合人才缺口较大

手术机器人属于终端医疗设备,由外科医生来使用操作,因此其设计是以医生使用需求为主要导向。但是目前,我国医工结合研发不足,即医疗人才虽清楚治疗方案和手术流程,但不了解机械工艺制造,器械工程师同样不了解医学,也就无法及时、有效地了解医生进行手术操作的需求。总的来说,手术机器人的研发涉及到医学、机械制造、人工智能、大数据等多个学科。医工结合的复合型人才短缺是我国手术机器人产业发展的燃眉之急。


3. 行业垄断抬高进场壁垒

直觉公司的“达芬奇”有先发优势,“达芬奇”进入市场较早,拥有很多专利,而且这些技术都是符合医生使用习惯的,其他公司在研发的时候,为了避免侵犯专利只能避开这些设计。同时,很多操作“达芬奇”机器人的医生已经做了大量的机器人手术,他们多数习惯于使用这样的系统,想要改变还是有一定的难度。终端使用者的选择很大程度上提高了行业进场壁垒。


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